【儀器儀表商情網(wǎng) 產(chǎn)品應(yīng)用】紅外熱像技術(shù)在國內(nèi)汽車電子企業(yè)的應(yīng)用狀況 

1、熱像儀在汽車電子的應(yīng)用狀況 目前，紅外熱像儀在國內(nèi)眾多汽車電子企業(yè)已經(jīng)開始使用，主要應(yīng)用有： 研發(fā)溫度分析：器件發(fā)熱分析 散熱效能分析 外殼或周邊部位溫度分析 溫度隨時(shí)間變化的趨勢(shì)分析 產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)：外協(xié)件的質(zhì)量檢測(cè) 產(chǎn)線質(zhì)量控制 老化測(cè)試 

2、熱像儀與接觸式溫度計(jì)/溫度數(shù)據(jù)采集器的區(qū)別 數(shù)據(jù)采集器以接觸式溫度計(jì)作為傳感單元，系統(tǒng)集成幾個(gè)至數(shù)十個(gè)傳感器，傳感器通常粘貼或固定在被測(cè)目標(biāo)上，系統(tǒng)根據(jù)每個(gè)傳感器的溫度數(shù)據(jù)分析被測(cè)目標(biāo)的溫度分布狀態(tài)。有的數(shù)據(jù)采集器的通道數(shù)可擴(kuò)展至數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)，但受到被測(cè)目標(biāo)尺寸的限制，這些通道數(shù)往往是理論上的，極少用在實(shí)際檢測(cè)中。 

紅外熱像在汽車電子檢測(cè)方面的應(yīng)用案例 

1、電路板及元器件檢測(cè)

A 電路板測(cè)試 當(dāng)前，電子設(shè)備主要失效形式就是熱失效。而汽車作為熱能轉(zhuǎn)為動(dòng)能的系統(tǒng)對(duì)電子設(shè)備的要求則更高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，電子設(shè)備失效有55%是溫度超過規(guī)定值引起，隨著溫度增加，電子設(shè)備失效率呈指數(shù)增長。一般而言電子元器件的工作可靠性對(duì)溫度極為敏感，器件溫度在70-80℃水平上每增加1℃，可靠性就會(huì)下降5%。 熱像儀能夠全面檢測(cè)電路板上每個(gè)元器件的溫度，這是其他測(cè)溫工具所做不到的;把空調(diào)器控制板上每個(gè)元器件的溫度控制在限度范圍內(nèi)，將可以大大提高運(yùn)行穩(wěn)定性和產(chǎn)品壽命。

圖1：PCB板因功率器件發(fā)熱傳遞至背面，局部溫度偏高。

圖2：功率二極管發(fā)熱狀態(tài)，長時(shí)間開啟最高溫度不得超過100℃。

B 汽車電子系統(tǒng)的發(fā)熱測(cè)試 在汽車電子的電路研發(fā)過程中，進(jìn)行負(fù)載分析是必須的;熱像儀提供了通過溫度檢測(cè)進(jìn)行負(fù)載分析的手段，通過熱像圖可以很直觀的辨識(shí)出高功耗部位，為工程師完善電路，提高轉(zhuǎn)換效率、減少功耗、減少電路內(nèi)部溫升提供強(qiáng)有力依據(jù)。

圖3：電源模塊發(fā)熱測(cè)試

圖4：電源板變壓器，紅外熱圖輕松發(fā)現(xiàn)左右兩變壓器的發(fā)熱不一致，這是不同變壓器所帶負(fù)載不一致造成的。

圖5：散熱片散熱效果測(cè)試(左為紅外熱圖，右為可見光圖)

C 汽車電子系統(tǒng)的散熱測(cè)試 散熱片起到為芯片或元器件降溫的作用，沒有散熱片、散熱片設(shè)計(jì)不良或散熱片所選材料不當(dāng)都會(huì)嚴(yán)重影響散熱效果，導(dǎo)致器件壽命縮短。

圖6：研發(fā)部門項(xiàng)目組為芯片設(shè)計(jì)散熱片方案，需要兼顧散熱效果和尺寸，為此設(shè)計(jì)6種散熱片供研究;見圖示，左下、中下、右下、左上、中上、右上，依次散熱片面積增大，使用相同芯片、相同輸入電壓電流、相同時(shí)間，觀測(cè)不同散熱片的發(fā)熱狀況，為散熱片的設(shè)計(jì)提供溫度依據(jù)。

在圖中，“中上”的溫度為48.1 ℃，與散熱片大小的溫度趨勢(shì)不符，正常推算應(yīng)該在43-44℃間，說明在該處的散熱片設(shè)計(jì)或材料選擇中存在問題。該圖也可以針對(duì)面積大小和溫度進(jìn)行單位面積散熱的定量分析計(jì)算。

圖6：正方形散熱片，斜向?qū)菧囟鹊姆植?/span>

2、汽車車燈檢測(cè)

A LED燈具溫度檢測(cè) 從人身安全和LED質(zhì)量考慮，LED燈具表面的最高溫度一般要求在65℃以下;溫度過高容易造成燈珠死燈、光衰嚴(yán)重，甚至達(dá)不到亮度指標(biāo)。 LED照明燈具由數(shù)十至數(shù)百個(gè)LED燈珠組成，各燈珠間的質(zhì)量有可能不同、或因設(shè)計(jì)原因造成部分位置的燈珠散熱不良，直接導(dǎo)致的后果是光照度不均勻，甚至?xí)蛏贁?shù)燈珠的問題而影響到整個(gè)LED燈具的整體壽命;但因每個(gè)的燈珠的光輻射角度有疊加，直接從可見光檢測(cè)是哪些燈珠發(fā)生問題很困難，而熱像儀通過紅外輻射檢測(cè)燈具中溫度分布的不同來確認(rèn)問題燈珠的位置，或修正設(shè)計(jì)中的散熱問題。

圖7：(左圖)國產(chǎn)LED白色照明陣列，中間偏右部分明顯比左側(cè)溫度高近2℃，說明燈珠的一致性不佳，可見光圖中(右圖)可以隱約看出左側(cè)的照明亮度有缺損(黑圈處)，但可見光圖不能說明是哪些燈珠發(fā)生了質(zhì)量偏差。

B 汽車燈罩溫度檢測(cè) 隨著車燈的功率不斷提高，燈具的燈罩表面溫度也逐步升高，而燈罩地材料通常是PC、PMMA、等，故燈罩表面不能承受太高的溫度，否則會(huì)影響燈罩地結(jié)構(gòu)強(qiáng)度;此外，燈罩表面的溫度分布也反映出燈具內(nèi)部的發(fā)熱狀態(tài)，以及可以對(duì)散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的優(yōu)劣程度進(jìn)行評(píng)估。

圖8：通過紅外熱圖輕松查看汽車燈罩的表面溫度分布，以分析燈具內(nèi)部發(fā)熱狀態(tài)。

C 趨勢(shì)分析軟件的應(yīng)用 汽車電子的研發(fā)和品質(zhì)管理通常需要連續(xù)監(jiān)測(cè)，通過福祿克定制分析軟件，可將連續(xù)視頻信號(hào)中的高低溫自動(dòng)捕捉點(diǎn)和中心點(diǎn)溫度進(jìn)行數(shù)字化保存，保存的內(nèi)容為溫度值和時(shí)間，并建立趨勢(shì)分析曲線圖：橫坐標(biāo)為時(shí)間、縱坐標(biāo)為溫度的曲線圖，見下圖。

趨勢(shì)分析軟件結(jié)合各型配件可對(duì)檢測(cè)目標(biāo)進(jìn)行連續(xù)拍攝、溫度分析，并通過各種附件和軟件實(shí)現(xiàn)小目標(biāo)檢測(cè)、實(shí)時(shí)溫度記錄和曲線圖等功能，方便現(xiàn)場(chǎng)拍攝、記錄和分析，為完成研究和開發(fā)工作提供關(guān)鍵依據(jù)。 綜上所述，紅外熱像儀因其采用探測(cè)器接收紅外輻射的非接觸測(cè)溫方式，故具有不受現(xiàn)場(chǎng)光線干擾、反應(yīng)快速、圖像可分析等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各項(xiàng)研究和新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)中，為研發(fā)人員提供重要的溫度數(shù)據(jù)，提高汽車電子可靠性。